2013第四章第二节数字显示仪表(2013)

数字显示仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字显示仪表的基本概念、分类及工作原理；2. 使学生了解数字显示仪表在工业、科研等领域的应用及其重要性；3. 引导学生掌握数字显示仪表的安装、调试与维护方法。

技能目标：1. 培养学生运用数字显示仪表进行数据采集、处理和分析的能力；2. 提高学生实际操作数字显示仪表的技能，能独立完成仪表的安装、调试与简单故障排除；3. 培养学生利用数字显示仪表解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对数字显示仪表及自动化仪表行业的兴趣，培养其专业认同感；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的团队协作精神，使其具备从事相关工作的职业素养；3. 引导学生认识到数字显示仪表在国民经济和科技发展中的重要作用，树立社会责任感。

本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果，以便于后续的教学设计和评估。

课程内容紧密联系教材，确保实用性和针对性，为学生未来从事相关工作奠定坚实基础。

二、教学内容1. 数字显示仪表概述- 了解仪表的分类、发展及应用；- 掌握数字显示仪表的组成及工作原理。

2. 数字显示仪表的安装与调试- 学会仪表的选型、安装方法；- 掌握仪表的调试步骤及注意事项。

3. 数字显示仪表的维护与故障排除- 熟悉仪表的日常维护保养方法；- 学会常见故障的排除方法及技巧。

4. 数字显示仪表的应用案例分析- 分析典型应用场景，了解仪表在实际工程中的应用；- 学习如何根据实际需求选择和配置数字显示仪表。

5. 教学实践与技能训练- 实际操作数字显示仪表，进行数据采集与处理；- 开展小组讨论，分析实际工程案例，提高解决实际问题的能力。

教学内容依据课程目标，紧密联系教材，注重科学性和系统性。

教学大纲明确教学内容安排和进度，涵盖数字显示仪表的基本概念、安装调试、维护保养、应用案例分析等方面。

具体教学内容如下：第1章 数字显示仪表概述（对应教材第1章）第2章 数字显示仪表的安装与调试（对应教材第2章）第3章 数字显示仪表的维护与故障排除（对应教材第3章）第4章 数字显示仪表的应用案例分析（对应教材第4章）第5章 教学实践与技能训练（贯穿整个教学过程）三、教学方法针对数字显示仪表课程的特点和教学目标，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：- 对于数字显示仪表的基本概念、原理等理论知识，采用讲授法进行教学，结合多媒体演示，使学生系统、全面地掌握相关知识；- 在讲授过程中，注重启发式教学，引导学生主动思考，提高课堂互动性。

智能数字显示报警仪使用说明书智能数字(光柱)显示报警仪?通过ISO9001:2000国际质量体系认证?中华人民共和国计量器具生产制造许可证?通过国际电工委员会IEC61000-4-0:1995标准的电磁兼容试验目录一、概述 (1)二、智能数字显示报警仪表性能特点 (2)三、技术指标 (2)四、仪表参数设置 (5)五、仪表接线方法 (17)六、仪表选型方法 (26)七、仪表的校准 (27)八、仪表报警的设置 (31)九、仪表的故障处理 (34)十、仪表的安装 (37)十一、仪表的定货与随机附件 (44)概述本系列智能数字显示仪表采用专用的集成仪表芯片，测量输入及变送输出采用数字校正及自校准技术，测量精确稳定，消除了温漂和时漂引起的测量误差。

本系列仪表采用了表面贴装工艺，并设计了多重保护和隔离设计，并通过EMC电磁兼容性测试，抗干扰能力强、可靠性高，具有很高的性价比。

本系列智能数字显示仪表具有多类型输入可编程功能，一台仪表可以配接不同的输入信号(热电偶/热电阻/线性电压/线性电流/线性电阻/频率等), 同时显示量程、报警控制等可由用户现场设置，可与各类传感器、变送器配合使用，实现对温度、压力、液位、容量、力等物理量的测量显示、调节、报警控制、数据采集和记录，其适用范围非常广泛。

智能数字显示仪表以双排或单排四位LED显示测量值(PV)和设定值(SV)，以单色或双色光柱进行测量值百分比的模拟显示，还具有零点和满度修正、冷端补偿、数字滤波、通讯接口、4种报警方式，可选配1～4个继电器报警输出，还可选配变送输出，或标准通讯接口(RS485或RS232C)输出等。

一、智能数字显示报警仪表性能特点1、专用的集成仪表芯片，具备更为可靠的抗干扰性及稳定性。

2、万能信号输入，通过菜单设置即可配接常用热工信号。

3、可在线修改显示量程、变送输出范围、报警值及报警方式。

4、软、硬件结合的抗干扰模式，有效抑制现场干扰信号。

5、数字化校准技术，无电位器等可调部件。

B系列数显表说明书2013智能数字显示报警仪操作说明书高性能数字显示报警仪使用说明（适用于2007年12月以后所生产的新产品）z 主要技术指标：1、显示范围：-1999～9999，小数点位置可设置。

2、测量及变送输出准确度：±0.2%F·S±1字；±0.1%F·S±1字（需特殊订制）。

3、输入信号：热电偶: K、E、S、B、J、T、R、WRe 系列等；冷端温度自动补偿范围0～50℃，补偿准确度±2℃。

热电阻：Pt100、Cu100、Cu50、BA2、BA1；引线电阻补偿范围≤15Ω。

直流电压：0～20mV、0～75mV、0～200mV、0～5V、1～5V；0～10V （订货时需指定，与其他信号不兼容）。

直流电流：0～10mA、0(4)～20mA 。

线性电阻：0～400Ω（远传压力表）。

4、模拟输入阻抗：电流信号Ri=100Ω；电压信号Ri=500kΩ。

5、模拟输出负载能力：电流信号：0(4)～20mA 输出时Ro≤500Ω；0～10mA 输出时Ro≤1kΩ。

电压信号：要求外接仪表的输入阻抗Ri≥250kΩ，否则不保证连接外部仪表后的输出准确度及线性度。

6、配电输出：DC24±2V、30mA，过流自动保护。

7、报警方式：单回路可对应四个报警点，双回路仪表每回路对应2个报警点。

8、通讯方式：RS232（10米）或RS485（1000米)9、使用环境：环境温度：-10℃～55℃，环境湿度：10%RH～90%RH。

10、耐压强度: 输入/输出/电源/通讯，≥1000V AC，1分钟。

11、绝缘阻抗: 输入/输出/电源/通讯，≥100MΩ。

12、电源：交流85～265V AC(或直流120～360V DC)。

直流16～28V DC。

13、功耗：<4W。

z 显示说明：单回路仪表单排数码管显示：在测量状态下显示当前测量值，参数设置状态下先显示参数代码，再显示参数值，性能描述z 更高的采样速度，高达100ms/次z 更高的抗干扰能力，EMC≥2000V z 更高的测量准确度，长期保证0.2% z 更低的温度漂移，≤50ppm z 更低的变送输出纹波，≤50mV p-p z 更高效的、高可靠的开关电源 zSMT 表贴工艺功能说明z 智能万用信号输入方式z 双回路仪表可分别独立设置输入信号种类 z 数字化设置报警点及线性输入量程 z 数字化的校准方式z 冷端温度及热电阻引线电阻自动补偿 z 隔离的变送输出方式，输出量程可设置 z采用标准MODBUS RTU 通讯协议即参数代码和参数值轮流显示。

数字显示钟的制作与调试实训教案第一章：数字显示钟概述1.1 学习目标了解数字显示钟的基本原理和功能掌握数字显示钟的主要组成部分了解数字显示钟的应用领域1.2 教学内容数字显示钟的基本原理和功能数字显示钟的主要组成部分：微控制器、数字显示模块、按键输入模块、时钟模块等数字显示钟的应用领域：家居、办公、工业等1.3 教学方法讲解：讲解数字显示钟的基本原理和功能，通过示例图片和实物展示加深学生的理解互动：引导学生思考数字显示钟的应用场景，鼓励学生提出问题并解答1.4 教学评估课堂提问：检查学生对数字显示钟基本原理和功能的理解程度小组讨论：评估学生在小组内的合作能力和问题解决能力第二章：数字显示钟的电路设计2.1 学习目标了解数字显示钟的电路设计流程掌握数字显示钟电路的主要组成部分学会使用电路设计工具进行数字显示钟电路的设计2.2 教学内容数字显示钟的电路设计流程：需求分析、电路图设计、PCB布线、电路仿真等数字显示钟电路的主要组成部分：微控制器、数字显示模块、按键输入模块、时钟模块、电源模块等电路设计工具的使用：Altium Designer、Eagle、KiCad等2.3 教学方法讲解：讲解数字显示钟的电路设计流程和主要组成部分，通过示例电路图和实际操作演示实践：引导学生使用电路设计工具进行数字显示钟电路的设计和仿真2.4 教学评估课堂提问：检查学生对数字显示钟电路设计流程和主要组成部分的理解程度电路设计作业：评估学生使用电路设计工具进行数字显示钟电路设计和仿真的能力第三章：数字显示钟的编程实现3.1 学习目标了解数字显示钟的编程流程掌握数字显示钟的编程语言和编程方法学会使用开发工具进行数字显示钟的编程实现3.2 教学内容数字显示钟的编程流程：需求分析、算法设计、代码编写、调试与优化等数字显示钟的编程语言：C语言、Python、Arduino IDE等开发工具的使用：Keil、PyCharm、Arduino IDE等3.3 教学方法讲解：讲解数字显示钟的编程流程和编程语言，通过示例代码和实际操作演示实践：引导学生使用开发工具进行数字显示钟的编程实现和调试3.4 教学评估课堂提问：检查学生对数字显示钟编程流程和编程语言的理解程度编程作业：评估学生使用开发工具进行数字显示钟编程实现和调试的能力第四章：数字显示钟的实物制作与调试4.1 学习目标了解数字显示钟的实物制作流程掌握数字显示钟的实物制作方法和技巧学会使用调试工具进行数字显示钟的调试与优化4.2 教学内容数字显示钟的实物制作流程：电路板制作、元件焊接、外壳组装等数字显示钟的实物制作方法：电路板设计、元件选取、焊接技巧等调试工具的使用：示波器、信号发生器、调试器等4.3 教学方法讲解：讲解数字显示钟的实物制作流程和方法，通过示例图片和实物展示实践：引导学生进行数字显示钟的实物制作和调试，提供指导和反馈4.4 教学评估课堂提问：检查学生对数字显示钟实物制作流程和方法的理解程度实物制作与调试报告：评估学生进行数字显示钟实物制作和调试的能力和成果第五章：数字显示钟的应用与拓展5.1 学习目标了解数字显示钟的应用场景和拓展功能掌握数字显示钟的应用程序设计和拓展功能的实现方法学会对数字显示钟进行创新设计和应用5.2 教学内容数字显示钟的应用场景：家居、办公、工业等数字显示钟的拓展功能：温度显示、湿度显示、报警功能等数字显示钟的应用程序设计和拓展功能的实现方法：编程语言和开发工具的选择，示例代码和实际操作演示第六章：数字显示钟的安全与维护6.1 学习目标了解数字显示钟的安全操作规程掌握数字显示钟的日常维护和保养方法学会应对数字显示钟常见故障的处理措施6.2 教学内容数字显示钟的安全操作规程：操作环境、电源要求、防静电措施等数字显示钟的日常维护和保养方法：清洁、检查电源、紧固部件等数字显示钟常见故障的处理措施：故障现象、原因分析、解决方案等6.3 教学方法讲解：讲解数字显示钟的安全操作规程、日常维护和保养方法，通过实例分析故障和处理过程实践：引导学生进行数字显示钟的安全操作、日常维护和故障处理，提供指导和反馈6.4 教学评估课堂提问：检查学生对数字显示钟安全操作规程、日常维护和保养方法的理解程度维护与故障处理报告：评估学生进行数字显示钟安全操作、日常维护和故障处理的能力和成果第七章：数字显示钟的创新设计7.1 学习目标培养学生的创新思维和设计能力掌握数字显示钟的创新设计方法和步骤学会利用现代设计工具进行数字显示钟的创新设计7.2 教学内容数字显示钟的创新设计方法：功能拓展、结构优化、材质选择等数字显示钟的创新设计步骤：需求分析、方案设计、效果评估等现代设计工具的使用：CAD软件、3D打印、rapid prototyping等7.3 教学方法讲解：讲解数字显示钟的创新设计方法、步骤和现代设计工具的使用，通过实例分析和演示实践：引导学生利用现代设计工具进行数字显示钟的创新设计，提供指导和反馈7.4 教学评估课堂提问：检查学生对数字显示钟创新设计方法、步骤和现代设计工具的理解程度创新设计报告：评估学生进行数字显示钟创新设计的能力和成果第八章：数字显示钟的项目管理与团队协作8.1 学习目标培养学生的项目管理能力和团队协作精神掌握数字显示钟项目管理的方法和流程学会在团队中进行有效沟通和协作8.2 教学内容数字显示钟项目管理方法：项目规划、执行、监控、收尾等数字显示钟项目流程：需求分析、设计、制作、调试、应用等团队协作技巧：沟通、协调、分工、合作等8.3 教学方法讲解：讲解数字显示钟项目管理方法、流程和团队协作技巧，通过实例分析和讨论实践：引导学生进行数字显示钟的项目管理和团队协作，提供指导和反馈8.4 教学评估课堂提问：检查学生对数字显示钟项目管理方法、流程和团队协作技巧的理解程度项目报告：评估学生进行数字显示钟项目管理的能力和团队协作成果第九章：数字显示钟的市场分析与营销策略9.1 学习目标培养学生分析市场和制定营销策略的能力掌握数字显示钟市场分析的方法和工具学会制定数字显示钟的营销策略和推广方案9.2 教学内容数字显示钟市场分析方法：市场规模、竞争对手、市场需求等数字显示钟市场分析工具：SWOT分析、PEST分析等数字显示钟营销策略和推广方案：产品定位、价格策略、渠道选择、促销活动等9.3 教学方法讲解：讲解数字显示钟市场分析方法、工具和营销策略，通过实例分析和讨论实践：引导学生进行数字显示钟市场分析和营销策略制定，提供指导和反馈9.4 教学评估课堂提问：检查学生对数字显示钟市场分析方法、工具和营销策略的理解程度营销计划书：评估学生进行数字显示钟市场分析和营销策略制定的能力和成果第十章：数字显示钟的产业趋势与未来发展10.1 学习目标培养学生关注产业趋势和预测未来的能力掌握数字显示钟产业发展现状和趋势学会分析数字显示钟的未来发展方向和机遇10.2 教学内容数字显示钟产业发展现状：市场规模、竞争格局、技术进展等数字显示钟产业发展趋势：创新技术、市场需求、行业政策等数字显示钟未来发展方向和机遇：物联网、大数据、等10.3 教学方法讲解：讲解数字显示钟产业发展重点解析本文教案主要围绕数字显示钟的制作与调试实训展开，共十个章节。

课程设计2013年8 月2日东北石油大学课程设计任务书课程数字显示仪表课程设计题目数字压力显示仪表的制作专业姓名学号主要内容：在面包板上安装一台单片A/D转换器7107或7106组成的0-2V通用表头。

配接压力传感器（应变片式、扩散硅式或其它类型压力传感器），制成数字压力显示仪表。

基本要求：（1）根据实验室所提供的元件、材料，设计并描绘电路接线图。

最后在面包板上接插显示仪表的电路。

（2）由于元件、材料要反复使用，在接插过程中要小心，不要故意破坏元件。

（3）在整个课程设计中，要学会实验室基本仪器、工具有使用方法。

（4）各小组配备的万用表、工具精心使用，如有故意损坏、丢失、要按价赔偿。

参考资料：[1] 张天春,杨慧敏.数字显示仪表课程设计指导书.大庆石油学院自编教材,2008.[2] 李正军.计算机控制系统[M].北京:机械工业出版社, 2006.[3] 沙占有.数字化测量技术与应用[M].机械工业出版社,2004.[4] 井口征士.传感工程[M].科学出版社，2005.完成期限2013.7.22～2013.8.2指导教师专业负责人2013年8月2日目录第1章数字显示仪表工作原理 (1)1.1数字显示仪表的基本构成 (1)1.2数字显示仪表的特点 (2)1.3信号的标准化及标度变换 (2)第2章数显仪表设计方案 (4)2.1ICL7107双积分A/D转换器 (4)2.2 ICL7107的逻辑电路 (4)2.3 LED显示器 (6)2.4主要集成块、三极管 (7)第3章数显仪表的安装 (8)3.1安装操作须知 (8)3.2具体安装操作 (8)第4章结论与体会 (10)参考文献 (11)第1章数字显示仪表工作原理1.1 数字显示仪表的基本构成用数字显示被测值的仪表。

把测量转化为数字量并以数字形式显示出来的仪表。

工业测量中被测量变或位移、电流、电压、空气压等模拟量，经模数转换器，把模似量换成数字量（简称模数转换）。

数字显示仪表(总8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--被测参数变送器前置放大非线性补偿标度变换模/数（A/D）转换计数显示数字显示仪表概述：数字显示仪表可以与不同的传感器（变送器）配合，对压力、温度、流量、物位、转速等参数进行测量并以数字的形式显示被测结果，故称为数字显示仪表。

它显示直观、没有人为视觉误差、反应迅速、准确度高等优点。

目前数字显示仪表在各个行业已等到广泛的应用。

第一节数字显示仪表的分类及组成1、数字显示仪表的分类按输入信号的形式分电压型：输入信号是电压或电流（1-5VDC/4-20mADC）频率型：输入信号是频率(Hz)。

按仪表具有功能分数字显示仪、数字显示报警仪、多功能数字显示仪表。

2、数字显示仪表的组成及工作原理数字显示仪表的组成由五部分组成：前置放大、模/数（A/D）转换、非线性补偿、标度变换及计数显示。

电压型数字仪表的构成方案如下：被测参数变送器前置放大标度变换非线性模/数（A/D）转换计数显示(a)(b)被测参数变送器前置放大非线性补偿标度变换 模/数 （A/D ）转换计数显示方案（a ）模拟非线性补偿：被测量在模拟信号时就已被线性化了，其测量准确度较低，一般只能达到％％，优点是可以直接输出线性化的模拟信号。

方案（b ）非线性模/数（A/D ）变换补偿：利用非线性的模/数（A/D ）转换电路，在完成模/数（A/D ）转换的同时也完成了线性化，因而结构简单，准确度高，缺点是只能适用于测量特定模拟量，多用在单一参数测量的数字式仪表中。

方案（C ）数字线性补偿及标度变换：它可组成多种方案，适用面宽，主要用于直接数字控制系统（DDC ）及计算机设定系统（SPC ）等较大规模的控制系统及测量系统中。

其测量准确度高，结构较复杂。

第二节 模/数（A/D ）转换模/数（A/D ）转换部分是显示仪表的重要组成部份。

其功能是将连续变化的模拟量转换成与其成比例的数字量，以便进行数字显示。